Nghiên cứu khả năng tái sinh in vitro của một số giống lúa việt nam

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -o0o NÔNG THỊ MINH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÁI SINH IN VITRO CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA VIỆT NAM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ sinh học Khoa : CNSH – CNTP Khóa học : 2015 – 2019 Thái Nguyên, 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM o0o NÔNG THỊ MINH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÁI SINH IN VITRO CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA VIỆT NAM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ sinh học Lớp : 47 - CNSH Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2015 - 2019 Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Tiến Dũng Thái Nguyên, 2019 i LỜI CẢM ƠN Được đồng ý Ban Giám hiệu nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ Sinh học công nghệ thực phẩm, thời gian thực tập em tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu khả tái sinh in vitro số giống lúa Việt Nam” Trong trình thực tập để hồn thành khóa luận ngồi nỗ lực thân em nhận nhiều giúp đỡ nhà trường với dạy tận tình thầy giáo khoa Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.Nguyễn Tiến Dũng tận tình bảo, giúp đỡ hướng dẫn em thời gian thực đề tài Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình tạo điều kiện vật chất tốt ln chỗ dựa tinh thần cho em trình học tập; cảm ơn bạn bè giúp đỡ em thời gian vừa qua Mặc dù thân cố gắng thời gian thực đề tài có hạn nên khóa luận khơng thể tránh khỏi thiếu xót, em mong nhận ý kiến đóng góp chân thành từ thầy bạn để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 Sinh viên Nông Thị Minh ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1 Ảnh hưởng NaOCl 3% tới hiệu khử trùng mẫu 23 Bảng 4.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng 2,4D đến khả tạo mô sẹo số giống lúa (sau 28 ngày) 24 Bảng 4.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng BAP đến khả tái sinh chồi số giống lúa (sau 28 ngày) 27 Bảng 4.4 Ảnh hưởng Kinetin đến tái sinh chồi số giống lúa Việt Nam (sau 28 ngày) 30 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Q trình phân hóa tế bào Hình 2.1 Tình hình sản xuất diện tích lúa toàn cầu năm 2017 (Nguồn: FAO, 2017) 10 Hình 3.1 Tình hình sản xuất xuất lúa Việt Nam từ 1993 đến 2017 (Nguồn: GAIN, FAS Hoa Kỳ 2017) 13 Hình 4.1 Ảnh hưởng 2,4D đến khả tạo mô sẹo số giống lúa (sau 28 ngày) 26 Hình 4.2 Ảnh hưởng BAP đến khả tái sinh chồi số giống lúa (sau 28 ngày) 29 Hình 4.3 Ảnh hưởng kinetin đến tái sinh chồi số giống lúa (sau 28 ngày) 31 iv DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT BAP: 6-Benzylaminopurine CS: Cộng CT: Công thức CV : Coeficient of Variation Đ/c : Đối chứng Kinetin :Furfurylaminopurine LSD : Least Singnificant Difference Test MS: Murashige&Skoog MT: Môi trường v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH iii DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT iv PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Yêu cầu đề tài 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.4.1 Ý nghĩa khoa học 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Giới thiệu lúa 2.1.1 Vị trí phân loại 2.1.2 Nguồn gốc phân bố 2.2 Đặc điểm sinh thái học số giống lúa nghiên cứu 2.3 Cơ sở khoa học nhân giống trồng nuôi cấy mô tế bào 2.3.1 Tính tồn tế bào thực vật 2.3.2 Sự phân hóa phản phân hóa 2.4 Một số chất điều hòa sinh trưởng ni cấy mơ tế bào thực vật 2.4.1 Auxin 2.4.2 Cytokinin 2.5 Tình hình nghiên cứu thuộc lính vực đề tài giới nước 10 vi 2.5.1 Tình hình sản xuất lúa giới: 10 2.5.2 Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống lúa giới 12 2.5.3 Tình hình sản xuất lúa Việt Nam 13 2.5.4 Nghiên cứu chọn tạo giống lúa Việt Nam 14 2.5.4.1 Chọn tạo giống lai hữu tính 14 2.5.4.2 Chọn tạo giống công nghệ tế bào 14 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 17 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 17 3.1.2 Hóa chất sử dụng phạm vi nghiên cứu 17 3.1.3 Thiết bị sử dụng 17 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành 17 3.3 Nội dung phương pháp nghiên cứu 18 3.3.1 Nội dung : Nghiên cứu ảnh hưởng NaOCl đến hiệu vô trùng mẫu nuôi cấy 18 3.3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng BAP đến khả tái sinh chồi 19 3.3.4 Nội dung 4: Nghiên cứu ảnh hưởng Kinetin đến khả tái sinh chồi 20 3.4 Điều kiện bố trí thí nghiệm 20 3.5 Phương pháp theo dõi, đánh giá 21 3.5.2 Các tiêu đánh giá 21 PHẦN 23 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 23 4.1 Kết nghiên cứu ảnh hưởng NaOCl đến hiệu vô trùng mẫu nuôi cấy 23 4.2 Ảnh hưởng 2,4D đến khả tạo mô sẹo số giống lúa 24 4.3 Ảnh hưởng BAP đến khả tái sinh chồi số giống lúa 27 vii 4.4 Ảnh hưởng Kinetin đến khả tái sinh chồi số giống lúa Việt Nam 30 PHẦN 32 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 32 5.1 Kết luận 32 5.2 Kiến nghị 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 I Tài liệu tiếng việt 34 II Tài liệu Tiếng Anh 35 PHỤ LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Lúa lương thực phổ biến giới nói chung Việt Nam nói riêng, có lịch sử phát triển lâu đời trồng khắp vùng sinh thái giới Ở nước ta lúa trồng chủ yếu đồng bằng, hai đồng châu thổ sơng Hồng sơng Cửu Long Ngồi ra, lúa trồng thêm số đồng ven biển… việc trồng lúa mang lại thu nhập cao cho nơng dân đóng góp phần khơng nhỏ vào việc phát triển kinh tế chung nước, nâng cao chất lượng sống cho người dân Lúa loại lương thực có giá trị dinh dưỡng cao như: tinh bột, protein, lipit, vitamin,… Chính vậy, lương thực có vai trò quan trọng cho người gia súc Do đó, nghiên cứu lúa quan tâm sâu sắc nhiều nhà nghiên cứu Để đảm bảo an ninh lương thực điều kiện dân số giới tăng nhanh, diện tích đất trồng bị thu hẹp, tượng hạn hán, lũ lụt ngày tăng ảnh hưởng biến đổi khí hậu tồn cầu, đòi hỏi phải chọn tạo giống lúa có suất cao, chất lượng tốt, có khả kháng với sâu, bệnh, điều kiện ngoại cảnh Phương pháp chọn tạo giống truyền thống thu nhiều giống có suất cao, sử dụng cách mạng xanh Tuy nhiên, để tạo giống phương pháp truyền thống thường 3-4 năm Do đó, để tạo giống lúa mang tính trạng mong muốn thời gian ngắn hơn, phương pháp truyền thống cần kết hợp với kết thu phương pháp Công nghệ sinh học tạo Việc tạo giống biến đổi di truyền có khả kháng sâu, bệnh côn trùng nhờ kỹ thuật chuyển gen thực vật quan tâm nghiên cứu - NL NOS TLTS 71.0000 71.6000 70.8000 SE(N= 5) 5%LSD 8DF 0.898146 2.92876 ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE B N87 29/ 5/** 12:46 PAGE TN BAP tai sinh choi giong lua Nep 87 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE TLTS GRAND MEAN STANDARD (N= SD/MEAN | 15) DEVIATION NO BASED ON BASED ON OBS TOTAL SS RESID SS 3.9797 2.0083 15 71.133 C OF V |CT % |NL | | | | | | | | | 2.8 0.0023 0.8123 Giống lúa Bao thai BALANCED ANOVA FOR VARIATE TLTS FILE B BT 29/ 5/** 12:56 PAGE TN BAP tai sinh choi giong lua Bao thai VARIATE V003 TLTS LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN SQUARES SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================================= CT 329.067 82.2667 8.64 0.006 NL 1.20000 600000 0.06 0.939 * RESIDUAL 76.1333 9.51667 * TOTAL (CORRECTED) 14 406.400 29.0286 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE B BT 29/ 5/** 12:56 PAGE TN BAP tai sinh choi giong lua Bao thai MEANS FOR EFFECT CT - CT NOS TLTS 72.3333 83.0000 3 76.0000 73.6667 69.0000 SE(N= 3) 1.78107 5%LSD 8DF 5.80790 MEANS FOR EFFECT NL NL NOS TLTS 74.6000 75.2000 74.6000 SE(N= 5) 1.37961 5%LSD 8DF 4.49878 ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE B BT 29/ 5/** 12:56 PAGE TN BAP tai sinh choi giong lua Bao thai F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE TLTS GRAND MEAN STANDARD (N= SD/MEAN | 15) DEVIATION NO BASED ON BASED ON OBS TOTAL SS RESID SS 5.3878 3.0849 15 74.800 C OF V |CT % |NL | | | | | | | | | 4.1 0.0057 0.9391 4.4 Kết thí nghiệm so sánh ảnh hưởng kinetin đến khả tái sinh chồi Giống lúa Đoàn kết BALANCED ANOVA FOR VARIATE TLTS FILE K ĐK 29/ 5/** 13:51 PAGE TN Kinetin tai sinh choi giong lua Doan ket VARIATE V003 TLTS LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN SQUARES SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================================= CT 396.400 99.1000 25.09 0.000 NL 32.4000 16.2000 4.10 0.059 * RESIDUAL 31.6000 3.95000 * TOTAL (CORRECTED) 14 460.400 32.8857 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE K ĐK 29/ 5/** 13:51 PAGE TN Kinetin tai sinh choi giong lua Doan ket MEANS FOR EFFECT CT - CT NOS TLTS 61.6667 75.6667 3 74.0000 68.6667 66.0000 SE(N= 3) 1.14746 5%LSD 8DF 3.74175 MEANS FOR EFFECT NL - NL NOS TLTS 69.2000 71.0000 67.4000 SE(N= 5) 5%LSD 8DF 0.888819 2.89835 ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE K ĐK 29/ 5/** 13:51 PAGE TN Kinetin tai sinh choi giong lua Doan ket F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE TLTS GRAND MEAN STANDARD (N= SD/MEAN | 15) DEVIATION NO BASED ON BASED ON OBS TOTAL SS RESID SS 5.7346 1.9875 15 69.200 C OF V |CT % |NL | | | | | | | | | 2.9 0.0002 0.0590 Giống lúa Bao thai BALANCED ANOVA FOR VARIATE TLTS FILE K BT 29/ 5/** 14:10 PAGE TN KInetin tai sinh choi giong lua Bao thai VARIATE V003 TLTS LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN SQUARES SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================================= CT 553.733 138.433 13.40 0.002 NL 10.0000 5.00000 0.48 0.637 * RESIDUAL 82.6667 10.3333 * TOTAL (CORRECTED) 14 646.400 46.1714 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE K BT 29/ 5/** 14:10 PAGE TN KInetin tai sinh choi giong lua Bao thai MEANS FOR EFFECT CT - CT NOS TLTS 63.6667 76.0000 3 74.6667 69.3333 60.3333 SE(N= 5%LSD 3) 8DF 1.85592 6.05197 MEANS FOR EFFECT NL - NL NOS TLTS 67.8000 68.8000 69.8000 SE(N= 5) 1.43759 5%LSD 8DF 4.68784 ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE K BT 29/ 5/** 14:10 PAGE TN KInetin tai sinh choi giong lua Bao thai F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE TLTS GRAND MEAN STANDARD (N= SD/MEAN | 15) DEVIATION NO BASED ON BASED ON OBS TOTAL SS RESID SS 6.7950 3.2146 15 68.800 C OF V |CT % |NL | | | | | | | | | 4.7 0.0015 0.6372 Giống lúa Khang dân BALANCED ANOVA FOR VARIATE TLTS FILE K KD 29/ 5/** 14:18 PAGE TN Kinetin tai sinh choi giong lua khang dan VARIATE V003 TLTS LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF SQUARES MEAN F RATIO PROB ER SQUARES LN ============================================================================= CT 531.600 132.900 30.91 0.000 NL 56.9333 28.4667 6.62 0.020 * RESIDUAL 34.4000 4.30000 * TOTAL (CORRECTED) 14 622.933 44.4952 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE K KD 29/ 5/** 14:18 PAGE TN Kinetin tai sinh choi giong lua khang dan MEANS FOR EFFECT CT - CT NOS TLTS 60.3333 74.3333 3 76.0000 69.0000 64.0000 SE(N= 3) 1.19722 5%LSD 8DF 3.90401 - MEANS FOR EFFECT NL - NL NOS TLTS 68.0000 71.4000 66.8000 SE(N= 5) 5%LSD 8DF 0.927362 3.02403 ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE K KD 29/ 5/** 14:18 PAGE TN Kinetin tai sinh choi giong lua khang dan F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE TLTS GRAND MEAN STANDARD (N= SD/MEAN | 15) DEVIATION NO BASED ON BASED ON OBS TOTAL SS RESID SS 6.6705 2.0736 15 68.733 C OF V |CT % |NL | | | | | | | | | 3.0 0.0001 0.0203 Giống lúa Nếp 87 BALANCED ANOVA FOR VARIATE TLTS FILE K N87 29/ 5/** 14:31 PAGE TN Kinetin tai sinh choi giong lua Nep 87 VARIATE V003 TLTS LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN SQUARES SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================================= CT 724.000 181.000 20.57 0.000 NL 168.933 84.4667 9.60 0.008 * RESIDUAL 70.4000 8.80000 * TOTAL (CORRECTED) 14 963.333 68.8095 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE K N87 29/ 5/** 14:31 PAGE TN Kinetin tai sinh choi giong lua Nep 87 MEANS FOR EFFECT CT - CT NOS TLTS 56.6667 76.3333 3 74.3333 69.6667 66.3333 SE(N= 3) 1.71270 5%LSD 8DF 5.58493 MEANS FOR EFFECT NL NL NOS TLTS 69.0000 64.4000 72.6000 SE(N= 5) 1.32665 5%LSD 8DF 4.32607 ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE K N87 29/ 5/** 14:31 PAGE TN Kinetin tai sinh choi giong lua Nep 87 F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE TLTS GRAND MEAN STANDARD (N= SD/MEAN | 15) DEVIATION NO BASED ON BASED ON OBS TOTAL SS RESID SS 8.2951 2.9665 15 68.667 C OF V |CT % |NL | | | | | | | | | 4.3 0.0004 0.0077 PHỤ LỤC MƠI TRƯỜNG THÀNH PHẦN DUNG DỊCH MẸ Mơi trường MS Macro MS (stock 20X) g/L NH4NO3 33 g KNO3 38 g MgSO4.7H2O 7,4 g KH2PO4 3,4 g Micro MS (stock 1000X) g/L MnSO4.H2O 16,7 g ZnSO4.7H2O 8,6 g H3BO3 6,2 g CuSO4.5H2O 0,025 g Na2MoO4.2H2O 0,25 g CoCl2.6H2O 0,025 g KI 0,83 g MS FeEDTA (stock 100X) g/L Na2EDTA.2H2O 3,73 g FeSO4.7H2O 2,78 g Vitamins MS (stock 100X) g/L Acide Nicotique 50 mg Pyridixine-HCl 100 mg Thiamine-HCl 100 mg Glycine 200 mg MỘT SỐ MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG THÍ NGHIỆM Mơi trường tạo mơ sẹo 1L Macro MS (stock 10X) 50 ml Micro MS (stock 1000X) ml MS FeEDTA (stock 100X) 10 ml Vitamins MS (stock 100X) 10 ml Sucrose 30 g Agar 7g 2,4D 1- mg pH 5,6 - 5,8 Môi trường tái sinh chồi  BAP: Macro MS (stock 10X) 50ml Micro MS (stock 1000X) ml MS FeEDTA (stock 100X) 10 ml Vitamins MS (stock 100X) 10 ml Sucrose 30 g Agar 7g BAP 0,5 – mg/l pH 5,6 – 5,8  Kinetin: Macro MS (stock 10X) 50 ml Micro MS (stock 1000X) ml MS FeEDTA (stock 100X) 10 ml Vitamins MS (stock 100X) 10 ml Sucrose 30 g Agar 7g Kinetin 0,5 – mg/l pH 5,6 – 5,8 Thái Nguyên, ngày… tháng….năm2019 Người nhận xét phản biện Người hướng dẫn (chữ ký ghi rõ họ tên) (chữ ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Tiến Dũng ... hướng nghiên cứu này, tiến hành đề tài “ Nghiên cứu khả tái sinh in vitro số giống lúa Việt Nam 1.2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu chất kích thích sinh trưởng để xác định thành phần phù hợp để tái. .. Kết nghiên cứu đánh giá khả tái sinh in vitro giống lúa có giá trị Việt Nam Qua chọn giống có khả tái sinh cao, phục vụ công tác chọn tạo giống, đặc biệt chuyển gen 4 PHẦN TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU... khử trùng số giống lúa Việt Nam - Đánh giá ảnh hưởng chất điều hòa sinh trưởng số giống lúa nghiên cứu 3 - Góp phần xây dựng quy trình ni cấy in vitro phù hợp với số giống lúa Việt Nam 1.4.2